基于有限元的轴类件浮动模局部成形新工艺

轴类件局部成形是节材、高效的精密塑性成形新工艺。在细长杆形坯料的局部成形工艺技术中,顶镦工艺应用最为广泛。当锻件变形长径比ψ>2.5时,通过一次顶镦工步完成将产生折叠,需要多次顶镦工步完成工件的成形。基于此,文章提出采用将自由镦粗、挤压、闭式模锻工艺相结合的轴类件局部成形新工艺——浮动模局部成形工艺,可避免细长杆局部镦粗工艺中的弯曲折叠,并减少成形件表面的拉应力。采用浮动模局部成形工艺可实现细长杆坯料变形长径比ψ>4的一次成形,解决了现有工艺中的一系列难题,为细长杆坯料局部精密成形提供了新的途径。     

关于锻造比计算方法的探讨

<正> 一、锻造比的意义金属锻造加工量的大小,通常用锻造比表示。拔长时的锻造比等于坯料在变形前截面积与变形后截面积之比,镦粗时的锻造比等于坯料在变形后截面积与变形前截面积之比。     

H62合金法兰镦挤成形工艺研究

为了得到法兰类零件成形过程中坯料尺寸对成形结果的影响规律,采用有限元模拟和实验验证的方法,对H62合金典型法兰零件镦挤成形过程进行了研究。研究表明:以法兰镦粗为主的成形方式,必须保证坯料自由端的高度小于3倍坯料壁厚,才能实现;而镦挤复合成形方式,只有当法兰部分增大所需体积与筒部成形时被挤出的体积接近时才能实现。坯料外径为Φ170 mm时,两者的体积最接近,故该坯料成形效果较好。法兰镦粗成形过程中主要是法兰部位变形,最大等效应变在法兰中心部位。镦挤复合成形过程,主要是零件外侧变形,最大等效应变在法兰与筒部圆弧过渡区域。     

H13模具钢心部缺陷原因分析

利用H13棒材镦粗作为模具坯料,对镦粗后的模具坯料超声波探伤检测时发现部分坯料心部存在超标缺陷,不同部位钢材镦粗后缺陷大小有所差异。为查明缺陷原因,分别对原棒材及镦粗有缺陷坯料取样分析,利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针显微分析仪等设备进行观察。结果表明密集粗大的一次碳化物是引起镦粗后心部缺陷的主要原因;钢锭冒口端钢材(冒口端)比非冒口端钢材(非冒口端)心部一次碳化物更密集、粗大,因此仅冒口端经镦粗后心部出现缺陷;冶炼时采用合理工艺参数是防止产生一次碳化物的主要手段;一旦出现一次碳化物,采用多次镦拔工艺成材可改善钢材心部质量。     

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利用H13棒材镦粗作为模具坯料,对镦粗后的模具坯料超声波探伤检测时发现部分坯料心部存在超标缺陷,不同部位钢材镦粗后缺陷大小有所差异。为查明缺陷原因,分别对原棒材及镦粗有缺陷坯料取样分析,利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针显微分析仪等设备进行观察。结果表明密集粗大的一次碳化物是引起镦粗后心部缺陷的主要原因;钢锭冒口端钢材（冒口端）比非冒口端钢材（非冒口端）心部一次碳化物更密集、粗大,因此仅冒口端经镦粗后心部出现缺陷;冶炼时采用合理工艺参数是防止产生一次碳化物的主要手段;一旦出现一次碳化物,采用多次镦拔工艺成材可改善钢材心部质量。     

核电大型管板锻件两种压实工艺的数值模拟与研究

中心凸台压实工艺和锥形板镦粗工艺是常用的两种大型饼类锻件镦粗方式.利用Forge锻造模拟软件模拟了两种工艺镦粗的核电管板锻件.结果表明:采用中心凸台压实工艺的坯料心部在镦粗过程中一直存在三向压应力,且心部产生了变形,但上下端面仍存在难变形区;采用锥形板镦粗工艺的坯料心部在镦粗过程中一直存在两向拉应力,虽迫使与锥板接触部位的坯料产生了变形,消除了难变形区,但心部并没有产生有效变形.     

轴承钢环件轧制端面凹坑与折叠缺陷原因分析

针对轴承钢环件轧制中产生的端面凹坑与折叠缺陷进行了分析。实践证明,铆镦镦粗、控制坯料高度和合理匹配径向、轴向轧制力可以很大程度改善轴承钢环件轧制端面凹坑与折叠缺陷。     

无拉应力凹形坯料镦粗时几何参数的解析确定

本文用塑性力学初等解析法求解了凹形板坯镦粗时的应力场 ,确定了无拉应力镦粗时坯料几何参数 (尺寸比、凹形形状 )与坯料端面摩擦剪应力的关系     

圆柱形坯料与凹形坯料镦粗过程中典型点的加载轨迹及应力分布的对比

利用有限元法对圆柱形坯料及凹形坯料镦粗过程的数值模拟结果，给出了工件变形区中典型点在屈服表面上的加载轨迹，通过对加载轨迹的研究，揭示了凹形坯料缴粗不易出现纵向裂纹的原因。     

圆环镦粗过程数值模拟应力场研究

对圆环镦粗过程建立刚塑性有限元对称模型,采用autoforge有限元分析软件对纯铝圆环镦粗过程进行了有限元模拟,获得了镦粗过程应力场的相关信息,揭示了镦粗时金属内部应力分布情况。结果表明:由于变形量、摩擦因子的不同,圆环内部应力场分布也有很大区别。变形量增大,圆环坯料的应力分布呈"Y"形,且有扩大趋势;摩擦因子增大,圆环坯料应力分布趋于不均匀,但坯料的变形方式发生改变。这些结果对制定圆环镦粗时的参数有指导意义。     

用平衡微分方程求解圆柱体粗糙平板间不均匀镦粗的鼓形方程

引入相对高度系数Ｍ，用平衡微分方程与塑性条件联立建立了圆柱体粗糙平板不均匀镦粗的应力场，求解出了圆柱体镦粗时的鼓形方程和镦粗变形压力数学解析式，并对变形体内应力分布特点及纵向裂纹成因进行了理论探讨。     

摩擦系数对不同高径比坯料镦粗鼓的影响规律

在金属塑性成形过程中,摩擦广泛存在,摩擦对零件的变形均匀程度和热量产生有极其重要的影响。本文建立了热-力耦合的镦粗有限元模型,并着重分析了不同高径比下不同摩擦系数对坯料镦粗鼓的影响规律。结果表明：摩擦系数会显著影响不同高径比坯料镦粗鼓的大小。     

零件镦粗过程热力耦合分析

基于弹塑性有限元法对零件镦粗过程进行模拟,揭示镦粗时金属的变形、应力应变场、温度场及镦粗力的分布及变化情况,探讨工艺参数对荷载的影响规律,以及不同压下率、摩擦因数及高径比下坯料金属的流动特征。研究结论对制定与优化镦粗时的参数具有参考价值。     

成形加工机器和设备的发展趋向

Lasco公司设计了小轿车发动机阀模锻生产线,它由4台电镦机和一台螺旋压力机组成。电镦机顶镦行程分成5段,每段中顶镦速度和电流强度都可无级调整。由操作机送进条状的定尺坯料。在不采用固定档铁的情况下,操作机定位精度达0.1mm。每两台电镦机由一台操作机上料。每两台电镦机还配备一台操作机卸下已顶镦的坯料。坯料顶镦后,送到下一台操作机夹钳的起始位置,由它把坯料放在螺旋压     

模拟技术在大型锻件工艺改进方面的应用

通过模拟实验,对比研究了平砧镦粗和凹形坯料镦粗的变形规律,计算出应变场分布,绘制了凹形坯料镦粗的工艺控制曲线,可以推广到实际生产中去。     

选择钢锭镦粗比的计算法

镦粗比是镦粗工序中最重要的变形参数,它决定了钢锭的变形量并对锻件内部质量和后续工序的质量有很大影响.但是,所有资料和手册中都没有选择镦粗比的计算法。一般工厂对镦粗比的选择是很粗略的,例如我厂传统上一直将钢锭中间镦粗比定为2,忽略了锭型因素。虽然文献[1]提出,为保证坯料镦粗时孔隙锻合,高径比为2左右的普通钢锭,镦粗比不得小于2～2.25,而对于高径比小于1的短粗     

扭压变形的准三维刚塑性有限元分析

本文探讨应用刚塑性有限元模拟扭压变形（变形中沿坯料高度方向施加压力，同时沿横截面方向施加扭矩）时所遇到的具体处理技术，提出一系列算法，开发了镦粗、扭压变形通用的有限元模拟软件，并用该软件将扭压变形时金属的流动规律同一般镦粗时的情况进行了分析、比较。     

圆柱体镦粗过程的应力分布及变化规律

针对圆柱坯料镦粗过程中的应力分布问题,利用主应力法和有限元法进行对比分析,考察坯料不同位置的应力分布及其变化规律、不产生拉应力的极限高径比,以及摩擦系数对极限高径比的影响。研究结果表明,在摩擦条件下,镦粗高径比较大的圆柱体时,坯料端面将产生径向和环向拉应力,且该双向拉应力随着压下量的增加逐渐减小并最终转变为压应力;鼓肚区轴向压应力随着压下量的增加而减小,径向应力接近于0 MPa,环向拉应力随着压下量的增加而增加;当高径比小于0.6时,坯料端面将不产生径向和环向拉应力,且该极限高径比与摩擦系数的关系不大。     

凹形坯料平板镦粗应力场的有限元分析

应用刚粘塑性有限元法对凹形坯料在两平板间镦粗时的应力场进行了分析, 给出了毛坯在不同侧表面母线形状时的应力随压下量的变化曲线, 并通过与圆柱体平板镦粗应力场的比较得出: 在变形过程中, 凹形坯料心部也存在两向拉应力; 母线形状选取不当将导致侧表面切向应力为正; 凹形坯料内部的应变分布较圆柱体更为均匀     

大规格电镦成形折叠缺陷分析及改进措施

针对原大规格电镦工艺方案成形与砧块接触面出现折叠缺陷,通过电镦过程观察和有限元分析模拟确定折叠产生于电镦开始时因电流和顶锻力发生变化产生小台阶,后续电镦过程的顶锻力持续施加并致使有小台阶的变形部位逐渐向砧块靠拢,并受砧块表面约束,坯料受反作用力将材料压凹陷形成凹坑,并在模锻时形成折叠缺陷,为提高电镦成形质量和避免模锻成形缺陷,提出初始电镦阶段采用多分段成形渐变工艺。有限元分析模拟显示,采用多分段成形渐变工艺锻造流线连续,未出现折叠缺陷。生产实践表明,改进方案可以避免折叠缺陷产生,能够满足实际生产需求。